SolubilitàLa ‘solubilità” di un componente in una fase è la quantità massima che può essere disciolta in essa. L’alcool in acqua ha solubilità infinita, lo zucchero ha solubilità limitata, l’olio risulta insolubile. Lo stesso concetto può essere utilizzato per le soluzioni solide: il rame e il nickel hanno solubilità infinita l’uno nell’altro, il carbonio nel ferro ha invece solubilità limitata anche ad alta temperatura, 2% circa.

DIAGRAMMI DI STATO

La regola delle fasi di Gibbs : stabilisce un criterio per il numero di fasi che possono coesistere all'interno di un sistema all'equilibrio. La regola di Gibbs è espressa dalla semplice equazione

F + V = C + N F = numero delle fasi presentiC = numero di componenti presenti nel sistemaV (varianza) = numero di gradi di libertà N = numero di variabili non composizionali (ad esempio, temperatura e pressione).

1 COMPONENTE 2 COMPONENTI

PUNTO 1 : N=1, l’unica variabile non composizionale del sistema è la temperatura (Il diagramma è costruito a pessione costante)F=1, siamo in fase liquida omogenea.C=2, (A e B).Pertanto V=C+N-F=2+1-1=2.

PUNTO 2 :N=1 (temperatura)F=3 (liquido+a+b)C=2 (A e B)Pertanto V=0. Cioè non è possibile variare nessun parametro senza modificare il numero di fasi d’equilibrio.

Curve di Tamman Andamento della temperatura di un sistema in funzione del logaritmo del tempo, quando sottoposto a raffreddamento. Dalla conoscenza del diagramma di stato e della regola delle fasi è sempre possibile ricavare le curve di Tamman.

bivariante

monovariante

bivariante

zerovariante

DIAGRAMMA DI STATO DI UN SISTEMA BINARIO ISOMORFO

Un sistema binario isomorfo è caratterizzato dalla completa solubilità, sia allo stato liquido che a quello solido, dei due componenti l’uno nell’altro. Per la maggiore o minore solubilità di due componenti si ricordano le REGOLE DI HUME-ROTHERY.

LIQUIDUS

SOLIDUS

TIE-LINE.0

0

LL

L

L

CCCC

W

CCCC

W

REGOLA DELLA LEVA

Microstruttura di una lega binaria isomorfa. Raffreddamento d’equilibrio

Lega binaria isomorfa – Raffreddamento di non-equilibrio

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Trasformazione eutettica:

Trasformazione eutettoidica:

Trasformazione peritettica:

Trasformazione peritettoidica:

Trasformazione sintettica:

Trasformazione monotettica:

DIAGRAMMA DI STATO CON EUTETTICO (Cu-Ag)

Microstrutture di un sistema eutettico

Microstrutture di un sistema eutettico

TRASFORMAZIONI EUTETTOIDICA e PERITETTICA

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EUTETTOIDICA

TRASFORMAZIONE EUTETTOIDICA

Raffreddamento acciaioIpo-eutettoidico

Raffreddamento acciaioIper-eutettoidico

Elementi austenitizzantiSi può ancora fare una distinzione all’interno di questa classe:

elementi in grado di dare origine ad un campo completamente apertoEs: Ni, Mn, Co, …

elementi che danno origine ad un campo chiusoEs: C, N, Cu, Zn, Au, …

Elementi ferritizzantiAnche in questo caso possiamo fare un’ulteriore distinzione all’interno di questa classe:elementi in grado di collegare il campo a con quello Es: Cr, Al, Mo, Si, P, V, W, …elementi che non sono in grado di collegare il campo a con quello (caso molto meno importante a causa degli elementi interessati)Es: B, S, Nb, Ce, Ta, …

TRASFORMAZIONI ISOTERME – CURVE TTT

Equazione di AVRAMI

Trasformazione perlitica:Acciaio eutettoidico

Trasformazione bainitica

superiore

inferiore

PROPRIETA’ MECCANICHE DELLE LEGHE Fe-C

Curve TTT in presenza di elementi di lega

TRASFORMAZIONE CON RAFFREDDAMENTO CONTINUO CURVE CCT

TRASFORMAZIONE CON RAFFREDDAMENTO CONTINUO CURVE CCT

IPEREUTETTOIDICOIPOEUTETTOIDICO